省级测震台网速报评比的自动化实现*

杜广宝　刘敬光　邹立晔　梁姗姗

(中国地震台网中心， 北京100045)



省级测震台网速报评比的自动化实现*

杜广宝刘敬光邹立晔※梁姗姗

(中国地震台网中心， 北京100045)

为了提高测震台网速报评比工作效率， 国家地震台网中心依据《地震速报技术管理规定(2015修订版)》， 开发了省级台网速报评比软件QUET， 实现了台网速报评比自动化， 并为准确而高效地完成速报评比任务， 乃至今后测震台网和台站评比的日常化管理都奠定了基础。 本文阐明了QUET软件的设计思路， 描述了其功能和结构， 并对软件各模块予以介绍， 最后对软件应用情况进行了简要说明。

速报； 评比； 自动化

引言

自2009年“中国数字地震观测网络”全面建成和正式运行以来， 作为其核心组成部分的国家地震台网中心承担了全国的地震速报与编目、 测震台网运行监控与技术管理等职责[1]。 其中， 对于全国范围内省级测震台网地震速报质量的评比便是其掌控我国地震监测台网业务运行状态的重要技术管理手段和任务。

为了提高台网速报评比工作效率， 国家地震台网中心依据《地震速报技术管理规定(2015修订版)》， 开发了省级测震台网速报评比软件QUET (QUick report Evaluation Tool)， 初步实现了台网速报评比自动化， 并为该评比任务的日常化乃至各项评比任务的自动化奠定了基础。

本文通过对台网速报评比工作的需求分析， 阐明了QUET软件的设计思路， 描述了其功能和结构， 并对软件的各模块予以介绍， 最后对软件在国家台网中心的应用情况进行了简要说明。

1　台网速报评比工作概述

测震评比工作包括台网和台站两个系列， 每个系列又包括速报、 编目和运行等3项内容(见图1)， 目前， 每年在全国范围内开展一次。 台网速报评比通常首先将全年地震速报目录与统一编目(正式报)结果进行对比， 然后对每一个事件逐一判断速报类别， 继而依次对地震的速报用时、 基本参数进行判别， 并给出得分， 最后得到综合成绩(见图2)。

图1　各系列评比项目示意图

台网速报评比工作已开展多年， 使各台网的速报水平和数据质量都有了较大的提高。 尽管效果显著， 但其目前耗费人力和时间都较多， 而且还会因出现人为的判断误差， 而影响评比进程。 所以， 我们有必要开发一套工具软件， 促使这项工作能够自动化、 规范化。 同时， 我们所依据的《地震速报技术管理规定》要求明确， 具有很强的可操作性， 从而使省级测震台网速报评比的自动化实现成为可能。

图2　台网速报评比工作流程图

2　软件的功能和结构

2.1设计思路

QUET软件的设计思路是： 从实际速报评比工作出发， 遵循《地震速报技术管理规定》， 使用shell脚本进行开发， 通过速报目录和正式目录的匹配和地震类型的判定， 进行速报用时、 地震基本参数等各分项成绩测算， 最终完成综合成绩的计算， 旨在将复杂的评比过程程序化、 自动化， 实现评比成绩的自动测算， 提高工作效率和准确性。

2.2主要功能

QUET软件主要实现了以下功能：

(1) 速报目录与正式目录的匹配——将地震速报目录与统一编目(正式报)目录进行逐一对比和匹配。

(2) 速报地震评比类别判定——根据速报用时和地震参数， 判断速报目录的类别， 包括是否参评等。

(3) 地震速报的分项成绩和综合成绩的自动测算——根据速报用时、 基本参数等， 分别给出速报用时、 发震时刻、 震中位置、 震级、 震源深度、 地名等各分项的成绩， 进而进行综合成绩的测算。

2.3基本结构

依据软件设计思路和需要实现的功能， QUET软件可以分为4个基本模块(如图3)， 分别为：

图3　QUET软件结构示意图

(1) 目录匹配模块match_catalog——用于速报目录与统一编目(正式报)的对比和匹配；

(2) 速报类别判定模块get_type——用于判断速报目录的类别；

(3) 分项成绩测算模块calculate_subscore——用于逐一测算速报用时、 发震时刻、 震中位置、 震级、 震源深度、 地名等各分项的成绩；

(4) 综合成绩测算模块calculate_genscore——用于测算速报地震的综合成绩。

shell脚本对于过程性任务和文本数据具有较强的处理能力[2]。 我们利用这一点， 将以上4个模块连缀起来， 构成一个有机整体， 共同完成台网速报评比的全部任务。

3　主要模块介绍

3.1目录匹配模块

如果速报结果中的条目和正式报目录的时间差在±17 s以内， 且定位震中距离在±1°以内， 我们便认为二者是同一个事件。 目录匹配模块match_catalog从文件中读入数据， 并将速报目录与统一编目(正式报)目录进行逐一匹配。 如在此范围内匹配多个数据， 则对这些数据进行二次匹配， 时间差和震中距最小者视为同一事件。

3.2速报类别判定模块

在评比过程中， 每一条速报地震都要判断其类别及是否参评。 速报类别一般根据本省所定邻省地震的震级以及震中与本省边界的距离， 分为I、 II和III类。 不同类别地震的评比精度要求不同。 get_type还调用了distance子模块， 用于速报震中与省界最短距离的计算和判定。 例如， 经过速报类别判定模块get_type的计算， 2015年3月30日贵州剑河县M5.4地震， 重庆台网所定震中距重庆市边界最近38 km， 从而得到该地震为I类地震。

3.3分项成绩测算模块

台网速报评比包括速报用时、 发震时刻、 震中位置、 震级、 震源深度、 地名等分项， 分项成绩测算模块calculate_subscore对每一个地震的各个分项成绩分别进行计算。 该模块将速报结果和正式报结果的对应项目一一对比， 根据规则给出相应分数。 其中， 震中位置分项成绩同样通过对distance子模块的调用来实现； 而震级成绩的测算则使用mag子模块， 根据《地震速报技术管理规定》的要求， 先将震级统一换算为M震级再比较[3-4]。

3.4综合成绩测算模块

综合成绩测算模块calculate_genscore首先根据各分项成绩测算本次速报的得分， 再得到影响因子、 速报速度加分等， 从而给出每个地震的综合得分， 最后按照台网分组， 计算每个区域台网的平均分， 即台网速报综合成绩。 由此， calculate_genscore模块又可进一步分为速报事件得分计算event_score、 影响因子计算factor、 速报速度加分计算bonus和综合成绩计算gen_score等4个子模块。 通过这4个子模块的计算， 完成综合成绩的计算工作。

4　结束语

省级测震台网速报评比软件QUET实现了台网速报评比的自动化。 我们使用QUET软件， 对2015年的评比成绩进行了测算。 经过核对， 其结果与人工计算的结果一致， 并在节省大量人力的情况下， 准确、 快速地得到了完整的全国台网速报评比成绩。 因此， QUET软件的开发为高效完成速报评比任务奠定了良好的基础， 甚至使今后测震台网和台站日常化管理的评比成为可能。

致谢我们要感谢中国地震台网中心地震台网部快速数据处理组的全体速报工作人员， 他们出色完成了全国和全球的地震速报任务。 我们还要感谢测震学科技术管理组的有关专家， 他们为台网速报质量的评定工作和我国测震台网的平稳运行做出了贡献。

[1] 刘瑞丰， 高景春， 陈运泰， 等．中国数字地震台网的建设与发展． 地震学报， 2008， 30 (5)： 533-539

[2] Beebe R著， Oreilly Taiwan公司译． Shell脚本学习指南． 北京： 机械工业出版社， 2009

[3] 中国地震局．中华人民共和国地震行业标准(DB/T 17740-1999)： 地震震级的规定． 北京： 地震出版社， 2015

[4] 刘瑞丰， 陈运泰， 任枭， 等． 震级的测定． 北京： 地震出版社， 2015The automation of the quick report evaluation for the regional seismic networks

Du Guangbao， Liu Jingguang， Zou Liye, Liang Shanshan

(China Earthquake Networks Center， Beijing 100045， China)

The Quick Evaluation Tool (QUET) has been developed according to the “Management Rules for the Quick Earthquake Report” by the China National Seismic Networks Center to make the work more effective. With this tool， we can not only implement the automation of the quick report evaluation but also lay a foundation for the efficient evaluation even the daily management of the network/station assessments. This paper gives an introduction on the design， functions and major modules of the QUET tool and finally a brief description of the primary application of the tool as well.

quick report; evaluation; automation

2016-07-22； 采用日期： 2016-07-31。

邹立晔， e-mail: zouly_xm@qq.com。

P315.6；

A； doi: 10.3969/j.issn.0235-4975.2016.09.005